基于一次接线图的变电站智能操作票系统设计

胡兆华,闫 麟,曹董宏

（1．深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000；
2．南方电网深圳数字电网研究院有限公司，广东 深圳 518053）

操作票是指在电力系统中进行电气操作的书面依据，其主要作用在于防止出现带地线合闸、合隔离开关、带负荷、误合、误拉等错误操作。随着计算机和通信技术的不断发展，变电站操作票管理的数字化水平日益提升，实时更新的系统数据为操作票管理的图模自动同步提供了有力的支持，同时也为智能开票、系统免维护奠定了坚实的基础。智能操作票系统的应用将在更大程度上提高一次接线图数据的使用效率，推动操作票调度工作向高可靠性、强通用性和高度智能化的方向发展[1-3]。本次研究所提出的变电站智能操作票系统以一次接线图为主要数据来源，数据资料易获取，可通过预先设计好的校核规则实现针对电网系统的遥控防误校核。

本次研究所设计的变电站智能操作票系统在硬件结构上主要由两台调度台工作站、两台监控台工作站和两台系统服务器所组成，系统服务器负责从EMS系统和SCADA 系统中获取变电站设备运行状态信息和电网实时运行数据。出于变电站对于操作票在远程控制方面的需求，变电站智能操作票系统还需要借助通信程序连接调控中心的变电站一体化防误闭锁系统和自动化监控系统，基本结构如图1所示。

本次研究所设计的变电站智能操作票系统在软件结构上主要由用户层、应用层、服务层、数据层所组成。其中系统层具体包括操作票库、数据库、系统知识库和外接EMS/SCAD 数系统；
应用层具体包括操作票管理模块、系统工作平台以及维护管理模块；
用户层具体包括操作票调度员管理模块、系统管理员管理模块以及其他用户管理模块。系统整体结构如图2所示。

4.1 常见误操作

误操作一：进入错误的操作界面，由于不同变电站的操作画面相似，因此管理人员可能会进入错误的变电站操作界面并对开关或闸刀实施操作；

误操作二：对于刀闸或开关的错误操作[4-6]。

4.2 校核规则设计

本次研究以变电站“五防”规则为基础对校核规则进行设计。由于刀闸和开关是两个最主要的遥控操作对象，因此本次研究重点对刀闸和开关进行防误校核的规则设计。

建立如公式(1)所示的防误校核规则形式。

在公式(1)中，在Dve0～Dve1均为1 的情况下说明防误校核正确，Dve0指的是操作设备自身满足的逻辑关系条件，具体形式可通过如下公式表达。

公式(2)将某项操作内容中的操作设备名称记为DveName；
将实际执行时正确操作对象的设备名称记为ActName；
将操作设备当前的位置状态记为CurSt，该状态通过1与0加以表示(1代表合闸，0代表分闸)；
将操作设备的目标位置状态记为TarSt；
代表异或运算[7-10]。

根据公式(2)能够发现，只有在TarSt和CurSt位置状态不同，且ActName与DveName相同的情况下，才会满足Dve0=1。

在公式(1)中，Dvei(i=1，2，…，n)指的是操作设备执行某项操作时相关联的第i个电气设备逻辑关系条件，具体形式可通过如下公式表达。

公式(3)将操作设备要执行某项操作内容时相关联的第i个电气设备名称记为DveNamei；
将操作内容实际执行时相关联的第i个电气设备名称记为ActNamei，该状态通过1与0加以表示(1代表合闸，0代表分闸)；
将第i个电气设备的要求位置状态记为ReqSti，～代表取反运算[11-13]。

根据公式(3)能够发现，只有在ReqSti和CurSti位置状态相同，且ActNamei与DveNamei相同的情况下，才会满足Dvei为真。

4.3 校核规则可用性验证

校核规则可用性验证的实物对象如图3所示，开关51位置状态为分闸，接下来将其调整至冷备用状态，对开关两侧刀闸实施操作，依次将511 刀闸、512 刀闸、513 刀闸拉开，并针对第一次操作的设备逻辑进行分析，分析结果如表1所示。

表1 设备逻辑分析表

4.4 校核功能设计

遥控防误校核是变电站智能操作票系统的一项核心功能，本次研究出于电网运行安全方面的考虑，在对倒闸操作票实施远程遥控之前，首先要针对操作票实施防误校核处理，具体流程如图4所示。

5.1 智能开票

本次研究以某110kV线路为例对开票过程进行展示，该电网的一次接线图如图5所示。

在一次接线图中单击“选择任务”→奔登线，操作界面会自动弹出如图6所示的“选择操作任务”窗口。

5.2 遥控操作票

系统针对操作指令票进行推理转化后可得到如图7所示的遥控操作票，操作人员可以通过调度自动化监控系统实施遥控操作。

5.3 防误校核

在遥控操作票中点击“自动校核”，系统会根据校核规则和校核流程自动对操作票实施校核，若校核结果正确，界面会弹出遥控防误校核对话框，若校核结果错误则需要点击“详细信息”获取错误原因信息。

本文对基于一次接线图的变电站智能操作票系统进行了详细的设计，提出了操作票生成与防误操作的具体方案。在未来的研究工作中，还需要进一步加强立体图形技术在该系统中的应用并适当简化界面操作流程，提高该系统在实际应用中的便利性。